[发明专利]考虑Chopper保护的双馈电机短路电流计算方法

说明书

本发明公开了一种考虑Chopper保护的双馈电机短路电流计算方法，在计算双馈电机短路电流时，考虑了Chopper电阻和直流母线电容对短路电流的计算的影响，更加精确的表达了双馈电机短路时，短路电流的大小，与现有公式相比，提高了计算的精度，对于电气设备的精确选材以及确保风电场的安全性有着重大意义。

技术领域

本发明涉及一种考虑Chopper保护的双馈电机短路电流计算方法，属于风电场安全技术领域。

背景技术

目前大多数的双馈风电机组都增加了Chopper保护，提高了DFIG的低电压穿越能力，保障了风电场的安全稳定运行。然而采用Chopper保护必然会对短路电流产生抑制，使短路电流的实际值低于设计时作为选用电气设备标准的计算值，这样就造成了不必要的经济投入。因此目前需要一种在采用Chopper保护的情况下，能较为准确的计算出短路电流的方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种考虑Chopper保护的双馈电机短路电流计算方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

考虑Chopper保护的双馈电机短路电流计算方法，包括以下步骤，

步骤1，假设当t＝0时刻定子侧发生了三相短路故障，t＝0⁺时刻投入了Chopper保护；

步骤2，根据双馈风力发电机暂态等值电路，推导出空间旋转坐标系下，定子侧电压和磁链表达式，转子侧电压和磁链表达式，构成双馈风力发电机的电磁暂态方程；

步骤3，根据双馈风力发电机电磁暂态方程，推导出定子侧电流的表达式；

步骤4，根据双馈风力发电机电磁暂态方程，推导出短路前的定子磁链初值ψ_s0和转子磁链初值ψ_r0；

步骤5，假设短路后，定子侧电压由U_s0瞬间跌落到(1-K_d)U_s0，根据空间旋转坐标系下的双馈风力发电机电磁暂态方程，推导出暂态定子磁链和转子磁链其中，K_d为定子侧电压跌落系数；

步骤6，将暂态定子磁链和转子磁链带入定子侧电流的表达式，解出定子侧电流，利用坐标变换求出A相短路电流i′_sa；

步骤7，根据短路电流最大值和短路电流周期分量有效值的定义，求出A相短路电流最大值i′_samax和A相短路电流周期分量有效值I′_savmr。

Chopper保护的阻抗表达式为，

其中，Z_ch为Chopper保护和直流母线电容的等效阻抗，R_ch为Chopper保护电阻，C_ch为直流母线电容，ω_r为转子角速度。

双馈风力发电机的电磁暂态方程的表达式为，

ψ_s＝L_si_s+L_mi_r

ψ_r＝L_mi_s+L_ri_r